《C程序设计第8章——虚函数与虚基类》
在C++编程语言中，虚函数和虚基类是面向对象编程中的重要概念，它们主要用于处理多态性和继承链中的二义性问题。本章将深入探讨这两个主题，以及它们在实际编程中的应用。
我们来看虚函数。虚函数的引入是为了实现运行时多态性，即同一类型的指针可以指向不同类的对象，并能正确调用相应类的成员函数。在示例代码中，`class A`、`class B`和`class C`构成了一条继承链，`B`和`C`都是`A`的派生类。当使用`A*`指针指向`B`或`C`的对象时，如果不使用虚函数，调用`show()`方法会始终调用`A`类的版本，而不是实际对象对应的版本。因此，为了解决这个问题，我们需要在基类中声明`show()`为虚函数（`virtual void show()`)，这样指针调用的方法就会根据实际指向的对象类型动态决定。
接下来，我们讨论虚基类。在多继承场景下，如果多个直接基类共享一个共同的基类，不使用虚基类可能导致二义性问题，即在派生类中存在相同基类的多个副本。为解决这一问题，C++引入了虚基类的概念。声明虚基类的语法是在继承声明前加上`virtual`关键字，例如`class Derived : virtual public Base`。这样做可以确保无论派生类如何继承，共同的基类`Base`只会被继承一次，从而避免了数据成员的重复。
虚基类的初始化也有所不同。在非虚继承中，派生类的构造函数只需要初始化其直接基类，间接基类的初始化则由直接基类负责。然而，对于虚基类，由于其在派生类中只有一份实例，因此派生类的构造函数必须直接负责虚基类的初始化。在创建派生类对象时，首先会按照虚基类的顺序构造，然后是其他非虚基类，接着是成员对象，最后是派生类自身的构造函数。析构顺序则与构造顺序相反。
以下是一个例子，展示了如何在构造函数初始化列表中对虚基类进行初始化：
```cpp
class A {
public:
int x;
A(int a = 0) { x = a; }
~A() { cout << "A 析构" << endl; }
};
class B : virtual public A {
public:
int y;
B(int a = 0, int b = 0) : A(b), y(a) { }
~B() { cout << "B 析构" << endl; }
void PB() { cout << "x=" << x << '\t' << "y=" << y << endl; }
};
// 类 C 和 D 的定义类似，省略...
```
在这个例子中，`B`和`C`都作为`A`的虚基类，它们在各自的构造函数中通过初始化列表对`A`进行初始化，确保了虚基类的正确构造。
总结来说，虚函数和虚基类是C++中处理继承和多态性问题的关键工具。虚函数提供了动态绑定的能力，允许通过基类指针调用派生类的方法。虚基类则解决了多继承中可能出现的二义性问题，确保基类只被继承一次，从而优化内存布局和避免重复初始化。理解并熟练运用这些概念，将有助于编写出更加灵活、可扩展的C++代码。
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